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航空零部件

激光加工在航空發動機上的運用

星之球激光 來源:雷科激光2013-05-07 我要評論(0 )   

高效率激光製孔技術的成功開發及成熟應用,使在航空發動機熱端部件設計大量氣膜冷卻小孔成為(wei) 可能。據報道,每台現代高性能航空發動機的氣膜孔平均數量超過10萬(wan) 個(ge) ,據不...

       高效率激光製孔技術的成功開發及成熟應用,使在航空發動機熱端部件設計大量氣膜冷卻小孔成為(wei) 可能。據報道,每台現代高性能航空發動機的氣膜孔平均數量超過10萬(wan) 個(ge) ,據不完全統計,全世界每年有約10億(yi) 個(ge) 氣膜孔需要加工。正是發動機熱端部件氣膜孔結構設計及成功應用,最能體(ti) 現發動機性能的渦輪前工作溫度可以提高400℃以上。激光製孔極具潛力的應用是在飛機機翼、垂尾、發動機殼體(ti) 等表麵加工密集微孔,例如,美國曾在F-16XL機翼上采用激光加工千萬(wan) 數量級的50μm微孔,孔間距0.5mm,用於(yu) 吸氣,以使機翼保持為(wei) 層流而非湍流,風洞試驗表明可以減小飛行阻力15%。

  發動機的大修、維護,對提高工作壽命、降低運行成本的作用是顯而易見的。激光熔覆技術已用於(yu) 發動機葉片、壓氣機機匣、軸類零件、封嚴(yan) 結構以及最能代表當今發動機結構設計先進性的整體(ti) 葉盤的熔覆修複,與(yu) 弧焊方式相比,效率提高至少4倍以上,而且產(chan) 生更小的熱影響,性能明顯提高。

  歐洲《航空航天製造》雜誌一篇題為(wei) “激光加工將引起複合材料的又一次革命”的文章中為(wei) 激光切割應用於(yu) 飛機、發動機複合材料構件展示了美好的前景。碳纖維複合材料由於(yu) 高熱傳(chuan) 導率等特點,機械銑削和鑽孔會(hui) 造成熱損傷(shang) 、碎屑、分層和刀具磨損。試驗研究結果表明,激光切割由於(yu) 非接觸加工的特點,采用單模光纖激光高速切割僅(jin) 產(chan) 生非常小熱損傷(shang) ,可以得到高質量的切口邊緣,很好地解決(jue) 了機械切削帶來的問題。

  我國激光加工技術在航空工業(ye) 研發、應用起步並不晚。中航工業(ye) 製造所早在1968年就開始跟蹤並研發激光打孔技術,經過近20年的工藝及設備開發,終於(yu) 在上世紀80年代成功將其用於(yu) 正在研製的發動機I級工作葉片氣膜冷卻孔加工,葉片的降溫效果在200℃以上,發動機的渦輪前溫度達到了設計指標,為(wei) 該型發動機研製作出了巨大貢獻。上世紀90年代,利用激光技術的最新成果,製造所研製成功了六軸數控毫秒脈衝(chong) YAG激光加工小孔專(zhuan) 用設備並開發的高壓吹氧YAG激光旋切加工工藝,使加工小孔效率提高了數十倍,小孔質量顯著提高。在製造所激光加工小孔技術研究及應用的牽引、推動下,激光加工小孔技術在航空工業(ye) 已得到廣泛應用,製造所開發的多軸數控激光製孔設備也已經成功推廣應用於(yu) 航空發動機製造廠。

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